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双阴极微生物燃料电池处理NH4N废水的工作原理

简述信息一览：

在阳极上进行氧化反应释放出电子，并通过外部回路流向阴极产生电力。双阴极微生物燃料电池是一种利用两个阴极来提高能量产出的微生物燃料电池，这样做可以增加阳离子转移和减少氧化还原反应中存在的限制，从而使得该技术更具效率。

中国科学家在微生物燃料电池的产电机制研究方面取得突破性进展。他们从污染环境中分离出一株嗜碱性假单胞菌，该菌株在碱性条件下能够分解有机物的同时产生电能，最佳pH为5。

（图片来源网络，侵删）

简单说下原理：微生物利用周围的有机质（被称为燃料）进行厌氧呼吸，产生电子传递到极板（阳极）上，再通过外电路到达阴极，构成回路，形成电流。

由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料；同时没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。

微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell，MFC）是一种利用微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。

（图片来源网络，侵删）

微生物燃料电池英文缩写 MFC，英文全称为microbial fuel cell，是以微生物作为催化剂将碳水化合物中的化学能转化为电能的装置。主要分为双室MFC和单室MFC。双室MFC由阳极区和阴极区组成，中间用质子交换膜分开。

引言微生物燃料电池（Microbial Fuel Cells，MFCs），是一种以微生物为阳极催化剂，将有机物中的化学能直接转化为电能的装置。1911年，英国植物学家Potter便发现细菌培养液可产生电流，这是关于微生物燃料电池的最早报道。

甲醇、甲醛、甲烷、乙烷等作燃料，以氧气、空气、双氧水等为氧化剂。现在我们可以利用微生物的生命活动产生的所谓“电极活性物质”作为电池燃料，然后通过类似于燃料电池的办法，把化学能转换成电能，成为微生物电池。

微生物燃料电池是一种利用微生物将有机物转化为电能的技术。通过选择适当的微生物种类和优化反应器设计，可以提高这种电池的能源产出效率。

1、目前观测到的电极表面功率输出从mW/m2~w/m2都有分布。美国宾夕法尼亚州立大学环境工程系教授Bruce Logan的研究组正在尝试开发微生物燃料电池，可以把未经处理的污水转变成干净的水，同时发电。

2、课题研究现状也叫“国内外相关研究现状综述”，即简述或综述别人在本研究领域或相关课题研究中做了什么，做得如何，有哪些问题解决了，哪些尚未解决，以便为自己开展课题研究提供一个背景和起点。

3、实际价值：实际应用中所发挥的作用及其意义。同已有的研究成果相对比，有哪些优劣、异同，做出了哪些发展改进。研究中存在的、尚未解决的问题，提出相关建议与展望。

4、解决：寻找制取氢气的新方法，如：用氧化亚铜作催化剂从水中制取氢气。用新型的钼的化合物从水中制取氢气。用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解的方法。陶瓷跟水反应制取氢气。

5、生物能生物质是指由光合作用而产生的各种有机体，生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源於植物的光合作用。

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